有机质胶体对卡马西平在多孔介质中迁移的影响研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:laumood
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为探究有机质胶体对卡马西平在饱和多孔介质中迁移的影响及机制,配制了三种不同的介质土,设计进行卡马西平的穿透-解吸柱实验研究。使用商用腐殖酸制备亲水(hydrophilic,Hi)、疏水碱(hydrophobic-basic,HoB)和母液(mother liquor,M)三个组分的有机质胶体。从而研究背景离子浓度、不同的有机质胶体组分、介质土性质这三个因素的影响。使用CXTFIT软件对所得的穿透曲线进行模型拟合,得到各项参数。根据实验和表征数据,得到以下研究结果:(1)背景离子浓度的作用并不是很明显,仅有微小差异。较高的背景离子浓度(0.05 mol L-1),与较低浓度(0.01 mol L-1)相比,相应的阻滞因子R值较小,推测其不利于有机质胶体在石英砂颗粒间隙截留。在解吸阶段,高背景浓度的实验柱解吸拖尾略为显著,推测在此阶段,被截留的胶体的尺寸先得到压缩后恢复运动自由,从而略微减缓卡马西平的解吸进程。(2)本研究中,所有实验柱的结果都显示有机质胶体会抑制卡马西平迁移。阻滞因子R值为M柱>HoB柱>Hi柱,解吸进程则是Hi柱较快。说明HoB组分比Hi对卡马西平的迁移抑制作用更大。根据表面增强拉曼光谱的结果发现,卡马西平与HoB组分胶体之间的相互作用十分显著,而与Hi的作用并不明显。推测大尺寸的HoB-CBZ复合体会堵塞颗粒间的孔隙,另一部分HoB会作为架桥连接卡马西平和土壤颗粒。而Hi与土壤內源有机质间的连结力较弱,使得卡马西平能与土壤直接相互作用。(3)成分复杂的土壤比简单的石英砂对卡马西平的吸附能力大得多,其平衡吸附量qe cin-1为石英砂柱的2倍左右,整个吸附进程较快。土壤內源有机质(SOM)和细粒矿质组分的作用最为重要。土壤柱的穿透曲线呈现出快速和慢速阶段两部分,推测是卡马西平在SOM和矿质上吸附的优先次序和吸附速度导致的。标准土柱于实际土相比,R值较小,解析过程也较快,二者性质的主要差别是标准土细粒黏土含量较高,这些颗粒表面活性位点和孔隙发达,对卡马西平的吸附作用较强,且容易形成內源矿质胶体,在液相自由迁移,最终流出实验柱。最后根据以上结果,建立了一个复杂介质土体系中,有机质胶体不同组分对卡马西平在其中迁移的作用和影响的概念模型。
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